筒体剪力墙的温度裂缝控制措施

　　摘要：作为高层建筑主要承重结构的剪力墙，因其设计强度高，水泥用量大，很容易在墙体内产生水化热温度裂缝，而裂缝的存在会给结构带来很大的危害。本文针对剪力墙的施工养护及相关的施工监测内容进行探讨，有利于提高我国筒体剪力墙施工水平。
　　关键词：高层建筑，筒体剪力墙，施工养护，温度裂缝控制
　　1引言
　　因为筒体承受建筑物的大部分压应力和剪应力，它的施工质量直接影响到整个建筑物的使用功能。而从建筑物各部位裂缝的危害程度来看，筒体结构裂缝的危害最大，而且也是很容易出现裂缝的部位[1]，本文就筒体剪力墙的温度裂缝控制相关问题进行探讨。
　　2剪力墙的施工养护
　　2.1施工养护
　　对混凝土的养护，一般由两大方面来实现，首先是保温养护，其次是保湿养护。从温度应力的观点出发，保温的目的有两个：其一是减少混凝土表面的热扩散，减少混凝土表面的温度梯度，防止混凝土表面产生表面裂缝；其二是延长散热时间，充分发挥混凝土强度的潜力和材料松弛特性，使综合降温差对混凝土产生的拉应力小于混凝土抗拉强度，防止产生贯穿性裂缝。保湿养护作用是：首先刚浇灌不久处于凝固硬化阶段的混凝土，在适宜的潮湿条件下可防止混凝土表面脱水而产生干缩裂缝：其次混凝土在潮湿条件下可使水泥的水化作用顺利进行，提高混凝土极限抗拉伸和抗拉强度，使早期抗拉能力上升很快[2]。
　　2.2保温材料热物理性能
　　混凝土结构冬季施工中一般采用蒸汽加热法、电器加热法、蓄热法(含外加剂)等三种方法。前两种是采用人工加热方法，使混凝土在正温下养护，避免冬天寒冷天气的破坏，使强度达到设计要求，但其费用较高，能耗较大，施工也较复杂，非寒冷地区一般用得较少。后一种方法将混凝土材料预先加热，使混凝土经过搅和、运输、浇捣、入模后保持一定温度，并用有保温作用的外套将混凝土覆盖起来，使混凝土慢慢冷却，以充分利用水泥水化热量，使它在冷却终了以前，达到一定强度，这就是蓄热法的实质。蓄热法因其成本较低，经济效果显著、施工简便，在一定气温和结构条件下，它是国内外混凝土冬季施工中最主要和最基本的优良方法。
　　2.3内表温差的控制
　　混凝土结构在体内因水化形成水化热温度与湿度，在表面的温降与湿降存在着一定的梯度，该温度与湿度在表面的梯度及与中心区之间的差异，将会使表面产生约束拉应力，该约束称为内部约束。对混凝土产生的约束拉应力，我们从两方面着手控制。第一，控制混凝土内表温差，减小混凝土自身的不均匀变形，降低混凝土内部的自约束拉应力：第二，控制混凝土的降温速率，避免混凝土温度变形过大，在外界约束下产生拉应力使混凝土表面开裂，利用混凝土的徐变效应抵消部分拉应力。控制混凝土的内表温差和降温速率都可以采取保温保湿养护的措施来实现。
　　在混凝土浇筑后内表温差的控制，完全由后期养护手段来实现。对较好的养护材料，如木模板、稻草板及多层草袋薄膜等养护结构，对温差控制较好，可以使内表温差控制在很小的范围之内。这些材料如塑料薄膜、沥青油毡、油布和帆布等，在气温较低时，养护效果不是很理想。对于冬季施工，所用的承重养护材料也应选择，由于钢模板导热性能好，在冬季施工不宣采用，而最好使用导热效果差、厚度大的木模板或粘土砖。
　　2.4降温速率和收缩裂缝的控制
　　混凝土是一种具有流变特征的材料，若尽力降低荷载速度或降低约束变形变化速度，则脆性混凝土也变得相当粘滞了，它的极限拉伸可以提高1~3倍，对控制混凝土裂缝十分有利。降低荷载速率(降低约束变形速度)可以通过在施工现场对混凝土的蓄热养护措施来实现。因为混凝土体内的水化热降温速率过快，将会使混凝土的松弛效果不易发挥，产生较高的温度应力，而使混凝土产生开裂：另外混凝土体内湿度扩散过快，易使混凝土产生干燥收缩裂缝。所以对大体积混凝土结构来说，其体内的温度与湿度需经较长时间变化，以提高混凝土极限拉伸变形来控制裂缝。
　　高强混凝土的水泥用量较多，在非绝热条件下混凝土所能达到的最高温升与水化热的释放速度有很大的关系，而后者又与混凝土的本身温度有关。温升使混凝土膨胀，但由于升温阶段的混凝土处于高塑性和较低弹性模量的状态，在周边约束下能够引起的压应力甚为有限，而温降时的混凝土则已相当坚硬，在外部和内部约束下必将导致较高的温降收缩应力。
　　3混凝土结构的施工监测
　　混凝土结构在施工过程中，体内的温度场和应力场是变化无常的。虽然在理论计算中已经知道了混凝土的温度和应力变化总趋势，但混凝土在硬化过程中有很多不确定的因素，如施工的现场条件，天气情况，以及人为因素等，其体内的温度和应力受到各种环境的影响而不断变化，因此要想控制住混凝土结构的温度裂缝，我们有必要对混凝土体内的温度及应力进行施工监测，全程掌握混凝土结构内部温度及应力的变化情况，了解混凝土在硬化过程中内部初始及变化过程中的温度和应力值，随时观察周围环境对混凝土内部及表面的影响，及时通过调整养护手段控制内部温度和应力。
　　要想又快又准的反映现场信息，现代化的测试手段不可缺少。这里为满足以上现场施工监测，以王铁梦为代表的冶金建筑研究总院的科研人员，经过现场无数次实际试验与测试，提出了一套具有国际先进水平的测试设备，也就是数据采集系统。该系统采用由英国Seklemberger公司生产的分散式数据采集系统(IMP)。该系统主要由一个数据预处理单板计算机组成最基本也是最重要的单元。它的主要特点是：首先将现场多点采样变成一次同步扫描采样，在时间上避免了数据的时间差，真正反映了数据的准确性；其次，使数据自动不断的记录，若与终端联网，可随时观测到数据的变化，真正及时的反映施工现场的情况；另外该系统的启用，使现场多箍信号输出线经该单元变为一根网络信号线，与测试终端 形成远距离联网，避免了信号线过多，在施工现场损坏；该单元体积很小，不受气候变化的影响，可以随意放置在施工现场的任何地方，极适合24小时全天候施工现场的连续测试。
　　4结语
　　后期施工控制高强混凝土剪力墙的温度裂缝问题，大致可以归结为控制混凝土的温升峰值、内表温差、降温速率以及干燥收缩等问题，这些都与混凝士的养护分不开。所以施工阶段的养护就成了控制温度裂缝的关键。
　　
　　
　　参考文献：
　　[1]黄清林,陶能四,黄清贵.混凝土地下室剪力墙裂缝的防治措施[J].科技创新导报,2008,9.
　　[2]康忠,邓明.框架剪力墙混凝土结构的冬季施工[J].河北工程技术高等专科学校学报,2006,3.